1-4 TCP/IP モデルと OSI の対応

1. TCP/IP モデルとは

OSI 参照モデルが ISO によって体系的に標準化された参照モデルであるのに対し、TCP/IP モデルは実装が先行して発展した枠組みである。1970 年代の ARPANET 上で動いていたプロトコル群を IETF が RFC として体系化していく過程で、「事実上の標準（de facto standard）」として定着した。

現在のインターネットそのものが、この TCP/IP の上に成立している。Web の HTTP 通信、メール、DNS による名前解決、これらすべてが TCP/IP の階層構造に従って動作する。OSI は概念整理のための語彙として残り、実装としてのインターネット通信は TCP/IP モデルが担う、という棲み分けになっている。

2. TCP/IP 4 層モデルの全体像

TCP/IP モデルは、上から順に 4 つの層で構成される。

アプリケーション層: 利用者が直接扱う通信を担う層。OSI の L5〜L7 をひとまとめにした位置づけにある。
トランスポート層: 通信の両端（エンドツーエンド）でデータの整合性や順序を制御する層。OSI の L4 に相当する。
インターネット層: 異なるネットワーク同士を中継し、論理アドレスに基づいて経路を決定する層。OSI の L3 に相当する。
ネットワークインターフェース層: 物理メディア上でビット列を伝送する層。OSI の L1〜L2 をひとまとめにしたもので、「リンク層」と呼ぶ流儀もある。

TCP/IP 4 層モデルの構造

3. 各層の役割

アプリケーション層は、HTTP・SMTP・DNS など、利用者から見える通信プロトコルを収める層である。OSI ではセッション層・プレゼンテーション層・アプリケーション層に分かれていた機能を、TCP/IP では 1 つの層にまとめている。文字コード変換やセッション管理は、各プロトコルの内部で必要に応じて実装される。

トランスポート層は、TCP と UDP のほぼ二択である。TCP はコネクション確立と再送制御により信頼性を担保し、UDP はそれらを省いて低遅延を優先する。

インターネット層には IP（IPv4 / IPv6）と ICMP が属する。論理アドレスである IP アドレスを用いた経路選択（ルーティング）は、この層で完結する。

ネットワークインターフェース層は、Ethernet・Wi-Fi・PPP など物理メディアに直結する規格群を含む。MAC アドレスによるフレーム伝送から、ケーブルや電波の物理仕様までがこの層に収まる。

4. OSI 7 層との対応関係

OSI と TCP/IP の対応を表で整理すると、以下のようになる。

OSI（7 層）	TCP/IP（4 層）	代表例
L7 アプリケーション層	アプリケーション層	HTTP, DNS, SMTP
L6 プレゼンテーション層	アプリケーション層	TLS, 文字コード変換
L5 セッション層	アプリケーション層	SSH, RPC
L4 トランスポート層	トランスポート層	TCP, UDP
L3 ネットワーク層	インターネット層	IP, ICMP
L2 データリンク層	ネットワークインターフェース層	Ethernet, ARP
L1 物理層	ネットワークインターフェース層	銅線・光・無線

OSI 上位 3 層が TCP/IP のアプリケーション層に統合され、OSI 下位 2 層が TCP/IP のネットワークインターフェース層に統合される構造が見て取れる。中央のトランスポート層とネットワーク層（インターネット層）は、両モデルで一対一に対応する。

OSI 7 層と TCP/IP 4 層の対応

5. なぜ「実装としての TCP/IP」が残ったのか

OSI は理論的な完成度を優先して設計されたのに対し、TCP/IP は ARPANET 以降の実装が先行して現場に広がっていった。標準化を待つよりも先に普及したことが、事実上の標準としての地位を確立する結果となった。OSI は概念整理の語彙として、TCP/IP は実装の枠組みとして、両者は役割を分担しながら今に至っている。

6. 次節

続く 1-5 では、データが各層を通過する際にヘッダが順次付加されていく「カプセル化」の仕組みを取り上げ、Ethernet フレームと MAC アドレスの役割まで含めて整理する。